单元波束夹角对和差单脉冲测角性能的影响研究

和差比幅单脉冲测角技术一直以其高精度著称,但测角范围的狭窄限制了其应用.数字波束形成技术的日趋成熟使得在中频或基带利用软件实现单脉冲测角成为可能.只要处理能力足够,软件单脉冲系统中的单元波束指向是可以单独控制的.通过讨论使和差单脉冲比有意义的条件,我们发现在一定范围内改变单元波束的夹角,可以改变单脉冲系统的测角范围和精度.本文通过对一个单元间距为二分之一波长的均匀线阵的仿真,分析了单元波束夹角的变化对测角范围和精度的影响,以及在被测目标位于不同角度时这种影响的大小程度,给出的结论能够帮助提高单脉冲系统的测角性能.     

多极旋转变压器的应用

多极旋变用于幅值或相位控制的各种控制式双通道或单精通道的同步传输系统或模数转换的转角数字系统中作为精密角度传感元件,其精度一般为几角秒到1角分以内,应用范围比较广泛。例如天文经纬仪测角系统,雷达天线测角跟踪系统,稳定平台跟踪系统,火炮控制,伺服转台、惯性导航控制,机床定位和位置测量系统等。     

利用扩频信号进行跟踪测角技术方法的研究

本文小结了各种跟踪测角技术的方法。重点研究了利用直扩信号跟踪测角的2种不同方法:单通道体制方法、双通道自相关方法。单通道体制方法直接将和差信号在一个通道内解扩解调来提取角度误差信息;自相关方法利用和差两支路信号的相关性对两支路信号进行相关来提取角度误差信息。对这2种跟踪测角方法进行了理论分析、数学推导,并用Sys-tem View仿真软件进行了仿真实验。结果表明该2种方案可行。     

主动防护雷达的角度标校

介绍了一种主动防护雷达的角度标校方法.该主动防护雷达采用相位和差单脉冲测角方式,由于雷达体积小、作用距离近,可以利用光电经纬仪搭建简易的角度标校测试场,通过标校望远镜和信号源标定角度.分析了这种方法带来的标定误差,指出被测雷达与信号源之间的距离越远标定误差越小.角度标定后,可以通过修改角误差曲线校准角度.最后给出了主动防护雷达利用这种标校方法后的测角误差,实测数据表明这种标校方法可以提高主动防护雷达的测角精度.     

基于地面发射机的方位多通道SAR系统通道幅相误差估计方法

方位多通道SAR系统能够克服最小天线面积的限制,从而满足了高分辨率和宽测绘带的性能要求,是星载SAR研究的热点。对于方位多通道SAR系统,通道间的幅相误差对系统成像性能有很大影响,必须对其进行标定。针对幅相误差具有空变性和估计精度易受噪声影响的特点,利用子空间投影算法,提出了一种基于地面发射机的定标方法,通过合理的地面发射机布设策略,解决幅相误差空变特性估计的问题,通过地面发射机容易实现高信噪比的特点,抑制噪声对估计精度的影响。最后通过仿真实验,对提出方法的有效性和精度进行了仿真验证,实验表明,该方法可以通过布设少量地面接收机即可解决幅相误差估计中空变特性和噪声影响的问题,同时还降低了算法的运算量,在仿真中达到了良好的估计精度,实现了成像的校正。     

方位多通道SAR的通道间误差影响分析

方位多通道合成孔径雷达(SAR)通过多通道接收采样与方位频谱重构,突破了模糊设计约束,具备同时大幅宽和高分辨率的能力.然而,雷达系统多路接收通道间幅相不一致性和卫星姿态的不稳定等因素均造成通道间误差,造成SAR成像质量的下降.将基于通道误差对方位多通道SAR成像质量的影响展开,首先分析了存在通道误差时的多通道SAR信号模型,并给出存在通道误差时的通道误差补偿流程和频谱重构方法;根据给出的信号误差模型和频谱重构算法,结合仿真数据详细对比分析了不同通道误差对SAR成像性能的影响,相关分析结果用于指导方位多通道SAR系统通道系统设计.     

闪烁干扰分辨角的计算用

研究了双机同步闪烁干扰的实施方法。在介绍单脉冲雷达角跟踪系统工作原理的基础上,建立了单脉冲雷达对同一波束内两目标的测角特性模型。通过计算机仿真,分析了雷达分辨目标的原理,并给出了分辨角的计算方法。计算机仿真结果表明：对于非闪烁干扰,当能量比为1时,分辨角约等于波束半功率宽度;对于闪烁干扰,分辨角约等于波束半功率宽度的1．2倍,而且分辨角大小与能量比无关。     

带有特殊不确定性的导弹非线性自适应控制

针对一类带有特殊气动参数不确定性的导弹,研究其自动驾驶仪的设计问题.根据导弹俯仰面动力学方程和多项式形式的气动参数,建立系统控制模型.采用基于 Nussbaum 增益的非线性自适应控制理论,设计导弹俯仰通道的控制器,控制律无需不确定参数的上下界信息,增强了系统的适应性和鲁棒性.该算法使闭环系统所有信号有界,同时保证了跟踪误差收敛于零.数字仿真结果表明,在考虑了各种不确定性的情况下,攻角仍能很好的跟踪指令信号,验证了控制律的正确性和有效性.     

基于两侧电气量的失步保护判别新方法

根据电力系统失步运行的特征,并结合线路差动保护的特点,提出一种基于两侧电气量的失步保护判别新方法。该判别方法利用线路两侧的电压量计算两侧角差和滑差,根据角差和滑差的变化规律进行判别。同时增加差动电流作为辅助判据,避免系统发生故障尤其是三相故障时误判风险。该方法还考虑了系统非全相运行的情况,当系统非全相时采用健全相进行失步判别。该方法在现有差动保护装置基础上实现,不增加额外成本,不消耗额外通道资源。该方法不受系统运行方式影响,定值整定简单。最后通过RTDS仿真实验,验证了该方法的正确性。     

基于FPGA的双通道多对极旋转变压器的新型测角系统设计

在伺服系统中,为了尽可能提高测角精度,本文提出了"双通道多对极旋转变压器+轴角数字转换器AD2S1210+FPGA"测角编码控制方案。通过FPGA来控制AD2S1210的解码和同步问题,并采用串行通信实现绝对角位置的输出,该系统可适用于0~360°范围内的转角位置测量。并且针对系统的误差,对旋转变压器的双通道数据的组合纠错进行了深入的研究。整个测角系统电路在PADS2007的设计环境下设计实现,并基于Xilinx公司的FPGA芯片XC6SLX45,通过VHDL语言的软件编程方式对组合纠错功能进行了验证。仿真结果表明该测角系统可满足高速度、高精度的设计要求。     

火控雷达测量误差自相关时间分析

舰炮火控雷达跟踪精度试验时需要确定跟踪数据的采样时间间隔,采样时间间隔主要取决于雷达跟踪误差特性的自相关时间。数据采样时间间隔直接影响试验航次数的确定和试验效率。从基础自相关估计理论出发,给出通过协方差函数直接计算和利用FFT变换计算雷达误差自相关时间方法,实测数据结果验证了火控雷达误差数据序列的平稳性;分析得到了火控雷达对典型目标的跟踪误差弱相关时间并给出雷达精度试验对空中目标数据采样时间间隔先按距离和方位角弱相关系数K值确定,即1～2 s,数据处理时再对高低角误差数据进行取2～3倍间隔的建议。通过自相关时间分析发现雷达伺服系统对消舰艇摇摆存在剩余的技术问题,有助于雷达技术改进和跟踪误差源分析。     

基于回转体转角高精度测量装置的标定方法

回转体转角测量精度直接决定了稳瞄系统对瞄准目标的精度,为了保证转角测量装置精度的准确性,需要对测量装置准确标定。提出了一种基于回转体转角高精度测量的标定方法,通过对现有标定方法的分析,采用光电自准直方法,由自准直平行光管、标准四棱镜、光学成像系统构成的高精度标定装置。首先介绍了转角测量装置工作原理和现有的标定方法,其次对测角系统进行光电自准直标定及数据处理,实验验证:重复性误差2″,装置测角精度为9.68″,系统能够快速、准确的对回转体转角测量装置的标定。     

太阳能跟踪控制系统的设计

为了提高太阳能利用率,提出一种新的太阳能跟踪方式,通过光敏电阻构成的光电传感器检测光线强度,根据光强偏差闭环控制步进电动机的转动,保证太阳光线与光伏电池板平面始终垂直,使光伏电池板输出功率最大。设计了基于AT89C52单片机为控制核心,驱动2组步进电动机,从方位角和高度角2个方向调整太阳能电池组方阵的姿态,实现双轴跟踪。试验结果表明,该控制系统能准确跟踪光源,实现电动机转动,工作性能稳定。采用单片机的太阳能跟踪控制系统具有成本低、精度高的优点。     

基于角度观测器的旋转变压器解码算法研究

根据旋转变压器的工作原理和伺服驱动系统的控制方式,研究了一种基于DSP TMS320F2812的Resolverto-digital解码算法,即角度跟踪观测器。该算法为二阶状态观测器,解码误差可渐近收敛至零。与反三角函数法、标定查表法和基于激励信号采样保持的估算法相比,该算法无需通过微分计算即可获得角度信息,具有更强的抗干扰能力,与基于锁相环的角度跟踪法相比解码精度更高,与专用的旋变解码芯片相比,简化了电路设计,降低了成本,提高了可靠性。仿真和实验结果表明了该算法的正确性。     

车载光测设备测角误差影响因素的分析

为了实现车载光测设备的高精度测量,从车载平台变形、自主定位、定向三方面分析了影响车载光测设备测角误差的因素。车载平台向下平移对俯仰角测角误差造成的影响随着距离的增加而减小,旋转变形中偏向角对方位角测角误差的影响较小,两者可以忽略不计。自主定位由于垂线偏差的存在,理论上对方位角测角误差的影响最大为6.557″,俯仰角测角误差的影响最大为2.827″。自主定向对方位角测角误差的影响最大为2.06″,俯仰角则没有影响。分析数据结果表明:自主定位、定向对车载光测设备的测角误差影响较大,车载平台变形中绕X、Z轴旋转变形影响较大,其他变形的影响可忽略。上述分析仿真为进一步提高车载光测设备的测角精度提供了理论依据。     

GPS舰船定姿系统的研究

简述了利用GPS载波相位技术进行舰船定姿的原理,分析了舰船定姿的关键技术--整周模糊度求解的算法.采用2块Thales AC12具有载波相位原始数据输出的低成本接收板以及天线构成了实验的硬件装置,并完成了系统定姿解算的软件设计.通过对数据的处理与定姿算法的解算,获取载体的二维姿态角--航向角和俯仰角,并对解算结果的精度...     

反导定向战斗部目标方位无线电比相测角法研究

使用防空导弹拦截来袭战术弹道导弹(TBM)是目前各主要军事大国研究的热点.反导(Anti-TBM)已成为现代防空导弹的重要作战任务之一,其难点在于如何在防空导弹和来袭弹道导弹高速交会的条件下及时准确地提取出目标的来袭方向,并控制定向起爆战斗部适时起爆.本文运用无线电比相测角的基本原理,提出了用二维比相测定目标方位角和高低角的方法,推导出了目标方位角和高低角的测角公式.将该方法应用到反导定向战斗部中,解决了反导定向战斗部确定目标方向角信息的技术难题.     

基于数字前置滤波器优化的ZPETC在伺服跟踪控制中的应用

在高精度伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差.为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2-范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器(DPF),将此滤波器与ZPETC串联构造成新的前馈控制器.仿真结果表明,采用本文提出的优化设计方案,既补偿了相位误差,又改善了系统的增益性能,从而提高了系统的跟踪精度.     

光电稳定平台角位移高精度测量方法研究

为了实现对光电稳定平台方位和俯仰框架运动角度的高精度测量,本研究使用了一种新型的非接触式高精度电容传感器。利用偏心原理,合理布置电容式传感器的位置,使方位框架和俯仰框架的几何中心与电容式传感器的检测面旋转中心不重合。当方位框架和俯仰框架分别绕着方位轴和俯仰轴运动时,其检测面与传感器之间的距离会产生变化,通过距离的变化可以测量出方位框架和俯仰框架角度的变化。依据偏心原理设计了一套测量装置,测量结果表明电容式传感器测量的距离值与其对应的角度值有良好的线性度,电容式传感器的测量精度优于15",完全满足光电稳定平台方位框架和俯仰框架角位移的测量要求。